Ansible快速入门指南

news2025/5/25 15:26:54

Ansible 是一款基于 Python 开发的开源自动化运维工具，主要用于实现服务器配置管理、应用部署、任务自动化执行等功能。它通过 简单的 YAML 脚本（Playbook） 定义任务，结合 SSH 协议 对远程主机进行管理，无需在被控节点安装额外代理程序，具有轻量、易上手、模块化等特点。

  • 优势：
    • 无代理架构，远程主机无需安装代理，只需在控制主机上部署；
    • YAML 语法简洁，易读易维护；
    • 社区活跃，模块丰富（支持云计算、容器化等新兴技术）。

一、Ansible 核心概念与组件

  1. Modules（模块）
    • 是 Ansible 的执行单元，封装了具体操作（如文件管理、系统配置、服务控制等）。
    • 分为内置模块（如 shell、copy、yum）和自定义模块，通过 SSH 推送至被管理节点执行。
    • 如：selinux 模块用于配置 SELinux 模式，copy 模块用于文件拷贝。

常用模块：

模块名称功能描述示例代码
command执行 shell 命令（不支持 $ 符号）ansible all -m command -a “date”
shell执行 shell 命令（支持脚本）ansible all -m shell -a “sh /script.sh”
copy复制文件到远程主机copy: src=/local/file dest=/remote/file
yum/apt软件包管理yum: name=nginx state=latest
service管理系统服务service: name=nginx state=restarted
  1. Inventory（主机清单）
    • 定义被管理主机的分组、IP/域名、连接参数（如端口、用户、密码）。
    • 默认路径：/etc/ansible/hosts，支持分组嵌套和变量继承。
    • 格式示例：
#可以按照范围指定主机，一组相似的hostname []是匹配
[webservers]
www[01:50].example.com   # 批量定义主机
[dbservers]
db-[a:f].example.com     # 范围匹配
  1. Playbook（剧本）
    • 自动化任务的脚本，以 YAML 格式定义任务流程，支持变量、条件判断和循环。
    • 示例：
- hosts: webservers
  tasks:
  - name: 安装 Nginx
    yum: name=nginx state=present
  - name: 启动服务
    service: name=nginx state=started
  1. Roles（角色）
    • 用于组织和复用 Playbook，将任务按功能拆分为独立目录（如 nginx 角色包含安装、配置、启动任务）。
  • 目录结构：
role_name/
├── tasks/       # 主要任务
├── handlers/    # 事件处理器
├── templates/   # Jinja2 模板文件
├── files/       # 静态文件
├── vars/        # 变量
├── defaults/    # 默认变量
└── meta/        # 依赖和元数据
  • 在 Playbook 中引用角色
- hosts: webservers
  roles:
    - geerlingguy.nginx  # 直接引用 Galaxy 下载的角色

6. Plugins（插件）

  • 扩展 Ansible 核心功能，包括连接插件、缓存插件、lookup 插件等。

7. Variables（变量）
用于动态传递参数，支持在 Playbook、Inventory、命令行中定义。

vars:
  app_port: 8080

8.Facts（主机信息）
Ansible 自动收集的远程主机信息（如 IP 地址、操作系统版本等），可直接在 Playbook 中使用。

- debug:
    var: ansible_distribution  # 输出主机操作系统名称

二、Playbook的YAML 基础语法

  1. 列表（List）
    • 以 - 开头，每个元素占一行：
fruits:
  - Apple
  - Orange
  1. 字典（Dictionary）
    • 键值对格式 key: value，支持缩进或紧凑格式：
user:
  name: John
  job: Developer
# 紧凑格式
{name: John, job: Developer}
  1. 变量引用
    • 使用 {{ var_name }} 引用变量，包含特殊符号时需用引号包裹：
message: "Hello, {{ username }}!"
  1. 注意事项
    • 文件以 --- 开头，缩进严格（空格而非制表符）。
    • 布尔值支持 yes/no、true/false（不区分大小写）。

三、安装与配置

  1. 安装（CentOS/RHEL）
yum -y install ansible
  1. 配置文件ansible.cfg
    • 常用配置：
[defaults]
inventory = /etc/ansible/hosts   # 主机清单路径
host_key_checking = False        # 禁用 SSH 密钥验证
remote_user = root               # 默认远程用户

  1. 主机清单配置

    vi /etc/ansible/hosts

    • 分组与变量：

这些变量可以给 /usr/bin/ansible-playbook 使用,但不能给 /usr/bin/ansible 使用。

[webservers]
host1 ansible_ssh_port=2222   # 可单独给某主机自定义端口、用户等信息

# 组变量定义方式
#通过对atlanta组指定vars变量，相应的host1和host2相当于相应的指定了ntp_server和proxy变量参数值
[atlanta]
host1
host2
[atlanta:vars]
ntp_server=ntp.atlanta.example.com
proxy=proxy.atlanta.example.com

可以把一个组作为另一个组的子成员：

[atlanta]  #定义atlanta
host1
host2

[raleigh]  #定义raleigh
host2
host3

[southeast:children]    #把atlanta、raleigh加入southeast组
atlanta
raleigh

四、常用模块与命令

  1. 基础命令
    • 测试连通性：ansible all -m ping
    • 执行 shell 命令：ansible webservers -m shell -a "df -h"
  2. 文件操作模块
  • 拷贝文件到远程主机（支持备份和权限设置）：
ansible webservers -m copy -a "src=/local/file dest=/remote/path mode=0644"
  • 在远程主机执行本地脚本：
ansible webservers -m script -a "/local/script.sh"
  1. Playbook 执行
    • 运行剧本：ansible-playbook /path/to/playbook.yaml
    • 示例剧本：
- hosts: webservers
  tasks:
  - name: 安装依赖
    yum: name=epel-release state=present
  - name: 部署代码
    copy: src=/code dest=/var/www/html

五、最佳实践

  1. 连接方式
    • 默认通过 SSH 连接，支持 ansible_connection=local（本地执行）。
    • 建议使用 SSH 密钥认证，避免明文密码。
  2. 变量作用域
    • 优先级：主机变量 > 组变量 > 默认变量。
    • 通过 ansible-playbook --extra-vars "var=value" 临时传参。
  3. 错误处理
    • 使用 register 捕获命令结果，结合 failed_when 判断任务失败条件：
- shell: /usr/local/nginx/sbin/nginx -t
  register: nginx_check
  failed_when: "'failed' in nginx_check.stderr"
  1. 权限管理
    • 使用 --sudo 或 become 提升权限：
ansible webservers -m yum -a "name=nginx state=present" --sudo
  1. 项目形式的目录结构设计
- /etc/ansible:
    inventory:
      - 项目1:
          - hosts        # 主机清单列表文件
          - ansible.cfg  # 环境配置变量文件
          - group_vars  # 组变量目录
          - host_vars   # 主机变量目录
          - *.yaml      # 项目1的 play-book文件
      - 项目2：
          - hosts        # 主机清单列表文件
          - ansible.cfg  # 环境配置变量文件
          - group_vars  # 组变量目录
          - host_vars   # 主机变量目录
          - *.yaml 			# 项目2的 play-book文件
  1. 为ansible启用ssh多路复用和流水线

在 Ansible 中启用 SSH 多路复用和流水线（pipelining）可以显著提升大量主机并行操作时的性能。这两项优化分别通过减少 SSH 连接开销和简化模块执行流程来加速任务执行。

A. SSH 多路复用（SSH Multiplexing）

SSH 多路复用允许 Ansible 在已建立的 SSH 连接上复用会话，避免为每个任务重新建立连接（开销约 200-500ms）

创建 SSH 配置文件（通常位于 ~/.ssh/config 或 /etc/ssh/ssh_config）：

Host *
    ControlMaster auto
    ControlPersist 600  # 连接保持 10 分钟
    ControlPath ~/.ssh/mux-%r@%h:%p

ControlMaster auto：自动创建主连接 
ControlPersist：控制连接的持续时间（秒）
ControlPath：套接字文件路径，需保证用户有读写权限

在 Ansible 配置中启用（ansible.cfg）：

[ssh_connection]
ssh_args = -o ControlMaster=auto -o ControlPersist=600s

B. 流水线（Pipelining）

默认情况下，Ansible 执行模块时需先将模块文件复制到远程主机，再执行。
启用流水线后，模块直接通过 SSH 管道执行，减少文件传输开销。

在 ansible.cfg 中添加：

[ssh_connection]
pipelining = True

sudo 权限限制：若使用 become: true（sudo），需在目标主机的 /etc/sudoers 中添加：

Defaults !requiretty
Defaults visiblepw
  • 安全风险：流水线可能增加远程命令注入的风险，需确保 Playbook 安全性。

组合优化的完整配置示例：

# ansible.cfg
[defaults]
forks = 50  # 并行连接数
host_key_checking = False  # 关闭主机密钥检查（生产环境建议保留）

[ssh_connection]
ssh_args = -o ControlMaster=auto -o ControlPersist=600s -o ServerAliveInterval=30 -o ServerAliveCountMax=10
pipelining = True
control_path =  ~/.ansible/cp/%%h-%%p-%%r   # 复用连接的套接字文件存储位置

7. Ansible Galaxy

如果你需要将一个开源系统部署到你的主机上，很有可能有人已经实现了相应的Role.

Ansible Galaxy 是 Ansible 官方的 共享平台，用于发布和下载可重用的 角色（Roles） 和 集合（Collections）。

目录结构：

role_name/
├── tasks/       # 主要任务
├── handlers/    # 事件处理器
├── templates/   # Jinja2 模板文件
├── files/       # 静态文件
├── vars/        # 变量
├── defaults/    # 默认变量
└── meta/        # 依赖和元数据

你可以在Ansible Galaxy的网站（https://galaxy.ansible.com/)浏览所有Role

六、示例

  • 传统方式从远程下载文件：
    使用 scp 命令（非 Ansible 模块）：
scp -r root@192.168.1.10:/remote/dir /local/path
  • Ansible 替代方案：
    通过 fetch 模块从远程拉取文件（Playbook 中使用）：
- name: 拉取远程文件
  fetch:
    src: /remote/file.txt
    dest: /local/downloads/
    flat: yes  # 不保留远程目录结构

七、适用场景

  • 中小型企业服务器集群管理；
  • DevOps 流程自动化（CI/CD）；
  • 多环境（开发、测试、生产）配置同步。

八、学习资源

  • 官方文档：Ansible Documentation
  • 入门教程：Ansible 官方入门指南
  • 实战案例：GitHub 上搜索ansible-playbook-example查看开源项目。
  • web 管理（Ansible AWX）：是 Ansible Tower 的开源社区版本，由 Red Hat 赞助并贡献代码。它提供了与 Tower 类似的核心功能（如 Web UI、API、作业调度），但不包含企业级特性。
    • GitHub 仓库：ansible/awx
    • 适合个人或小型团队使用

通过 Ansible，运维人员可以大幅提升工作效率，开发人员也能更便捷地管理基础设施，实现 “基础设施即代码”（Infrastructure as Code, IaC）的理念。

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